Діагностика електричних несправностей у двигунах змінного струму

1. Вступ: Електричні несправності як джерело вібрації

Поки аналіз вібрації зазвичай пов'язано з механічними несправностями, такими як дисбаланс і дефекти підшипників, це також дуже потужний інструмент для виявлення проблем в асинхронних двигунах змінного струму. Електричні несправності генерують пульсуючі магнітні сили, які викликають вібрацію статора та ротора двигуна. Ці коливання передаються через корпус двигуна і можуть бути виявлені за допомогою акселерометр.

Ключем до діагностики електричних несправностей є пошук специфічних закономірностей на частотах, пов'язаних з частотою електричної мережі (50 або 60 Гц) та кількістю полюсів у двигуні.

2. Несправності статора

Проблеми зі статором, такі як розхитане залізо, розхитаність котушки або коротке замикання пластин, можуть призвести до ексцентрику або деформації статора. Це призводить до нерівномірного магнітного поля.

• Вібраційна сигнатура: Основним показником несправності статора є пік вібрації високої амплітуди на 2X частота лінії (2xFL)Для двигуна 60 Гц це 120 Гц (7200 циклів за хвилину). Для двигуна 50 Гц це 100 Гц (6000 циклів за хвилину).
• Характеристики: Цей пік 2xFL зазвичай має дуже стабільну амплітуду та не чутливий до навантаження двигуна. Вібрація часто є найвищою в напрямку опор статора.

3. Несправності ротора (зламані стрижні ротора)

Тріснуті або зламані роторні стрижні є поширеною причиною несправності асинхронних двигунів змінного струму. Коли стрижень ламається, це порушує потік струму в роторі, спричиняючи локальне нагрівання та пульсуючий крутний момент.

• Вібраційна сигнатура: Класичною ознакою проблем зі стержнем ротора є бічні смуги частоти проходження полюса (FP) навколо швидкість бігу (1X) пік та його гармоніки.
• Частота проходження полюса (FP): Це швидкість, з якою ротор «ковзає» повз обертове магнітне поле статора. Вона розраховується як: FP = Кількість полюсів × Частота ковзанняЧастота ковзання – це різниця між синхронною швидкістю магнітного поля та фактичною швидкістю обертання ротора.
• Характеристики: Зверніть увагу на пік 1X з двома чіткими бічними смугами, одну на рівні (1X + FP) та іншу на рівні (1X – FP). Зі збільшенням пошкодження ротора ви також можете побачити бічні смуги навколо гармонік 2X та 3X. На відміну від проблем зі статором, ця ознака дуже чутлива до навантаження. Амплітуда бічних смуг збільшуватиметься зі збільшенням навантаження двигуна та може повністю зникнути в умовах холостого ходу.

4. Ексцентричний повітряний зазор

Повітряний зазор — це невеликий зазор між ротором і статором. Якщо цей зазор неоднорідний по всьому периметру, він створює незбалансоване магнітне тяжіння, що змушує ротор вібрувати.

• Статичний ексцентриситет: Ротор центрований у підшипниках, але осердя статора не кругле. Найвужча точка повітряного зазору нерухома в просторі.
• Динамічний ексцентриситет: Сам ротор не круглий, тому найвужча точка повітряного зазору обертається разом з ротором.
• Вібраційна сигнатура: Обидва типи ексцентриситету створюють бічні смуги частоти проходження полюса (FP) навколо піку 2X лінійної частоти (2xFL). У важких випадках можна спостерігати складний візерунок бічних смуг на рівні 2xFL ± FP, а також бічні смуги навколо гармонік швидкості руху.

5. Підтвердження та найкращі практики

• Спектр високої роздільної здатності: Діагностика електричних несправностей вимагає високої роздільної здатності Спектр ШПФ чітко відокремити гармоніки швидкості руху від гармонік лінійної частоти та їх бічних смуг.
• Критичне навантаження: У разі проблем зі стрижнем ротора, двигун *повинен* перебувати під значним навантаженням (зазвичай >75%), щоб дефект був видимим.
• Підтвердіть за допомогою інших технологій: Електричні несправності можна підтвердити за допомогою інших технологій, таких як аналіз струму двигуна (MCA) або інфрачервона термографія, які можуть виявити локалізоване нагрівання, спричинене зламаними стрижнями ротора або коротким замиканням пластин.

← Назад до головного індексу